论文部分内容阅读
[摘 要]随着不断加深认识环境污染，人类生活健康以及生物群在很大程度上受到环境污染的影响。如果仅仅借助理化环境监测不能将污染物体对生态系统以及生物体影响的程度全面反映出来。所以，在环境监测领域中运用生物监测技术。本文在此从生物监测技术的原理及重要性出发，对环境监测中生物技术的应用做了详细的分析。
[关键词]环境；生物技术；原理
中图分类号：X830 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0388-01
前言
生物监测属于较为新颖的技术，在环境监测中占据着非常重要的地位。主要是指通过采取单独的生物体、群落以及种群等方面给环境带来的变化或者污染后出现的反应，根据生物学的原理分别评价以及监测对环境受到污染的情况，
一、生物监测技术的原理及其重要性
生物学和生态系统是生物监测技术的理论基础，生物与其所处环境之间相互约束和依赖，时刻都将能量和物质不断交换，当生物所生存的环境受到污染时，环境中的污染物也会在生物的体内进行积累和转移，从而影响生物的生长发育情况和各项指标也产生差异性的变化。
环境工作的开展基础就是环境监测环节，随着近几年我国的环境问题日益恶化，如何加强环境监测工作的力度和提高监测的准确性成为了我国环保部门主要研究的问题。生物监测技术能够将环境的污染情况和污染物真实地反映出来，且生物技术的操作也较为简单方便，所以在环境监测工作中生物监测技术的应用较为广泛。
二、生物监测的分类
生物监测的分类可以按照生物的生长环境，生物的分类，生物所处的主要环境介质和生物学层次等方面来划分不同的种类。其中根据根据生物的生长环境，生物检测可分为被动生物监测（Passive Biomonitoring， PBM）和主动生物监测（Active Biomonitoring， ABM）。PBM是利用生态系统中天然存在的（原位）生物个体和群落对污染环境的反应，评价环境状况。根据生物的不同，生物检测可分为动物、植物和微生物监测。根据生物所处的主要环境介质，生物检测可分为大气、水体和土壤污染的生物监测。
三、生物监测技术应用的几个关键点
1、生物监测在环境大气监测中的应用
从一定意义上来说，通过生物学变化来反映生态环境质量的变化，更具有综合性和直接性，相比通过物理化学监测的数据更加有说服力。Giordani利用生物检测技术，通过生物多样性来监测大气污染程度，取得了与物理化学监测相同的数据结果。
利用生物特别是利用植物指示大气污染的优点是：指示植物种类多，取材容易，监测方法简单，费用低廉并能美化环境；它可以在一个较大的范围内，长期地观察污染的积累性影响。但是也存在一定的缺点，随着周围环境的变化和植物自身的生长，这些因素都会对生物监测的过程产生一定影响，检测结果也就会产生一定的偏差。在污染十分严重的环境中，生物监测不仅不能够正常进行，而且会对植物本身造成破坏，甚至危害植物至死亡。通过动物进行大气污染检测时，动物的活动性较大，遇到恶劣环境时，会由于自身应激性而回避，不能得到很好地检测效果。但是某些动物对环境的反应力比人类和植物要敏感很多，例如，在对一氧化碳进行检测时，鼷鼠、鸽子、麻雀、金丝雀、狗等都可以作为一氧化碳的指示性动物。尤其是狗的嗅觉十分灵敏，进过特殊的训练之后，就能够对煤气管道的泄漏源进行很好的判断。还有一些生物学家利用动物的多样性来对大气污染进行检测。用灯光诱捕昆虫，并对一定时期内昆虫的数量进行统计，得出动物的多样性指数，就可以表示出大气污染的程度。
2、水体污染的生物监测
2.1 微型生物群落监测法
微型生物群是水体系统的重要部分，对水体污染有敏感的反应。最常用的方法是聚氨酯泡沫塑料块法，特点是将这种泡沫塑料块投入水体，收集其中的微型生物。基质的使用不受时间和空间的限制，相对于其它的生物群落法，具有快速、经济和准确等优点，也适用于工业废水的监测。
2.2 指示生物法
指示生物法是最经典的水体污染的生物监测方法之一。利用对水环境中污染物敏感的生物种类的存在或缺失，来指示其所依赖的水体内污染物的存在状况。指示生物应具有生命周期长，活动范围固定等特点，便于持久地反映污染物对水体的综合影响。主要包括浮游动物、底栖动物、鱼类和着生生物。从分类地位看，无脊椎动物地应用最广泛。指示水体严重污染的生物包括颤蚓类、细长摇静裸藻、蚊幼虫、小颤藻等。指示水体中等污染的生物包括四角盘星藻、居栉水蚤、脆弱刚毛藻等。指示水体清洁的生物包括扁蜉、蜻蜓、田螺等。
3、土壤污染中生物监测的应用
3.1 动物监测法
采取动物监测的方法对土壤受到的污染进行监测，进行动物监测法时通常采取蚯蚓作为监测的主要对象，因为蚯蚓有着相对高的敏感性，能够敏感的察觉到土壤中是否含有铅以及农药等有害物质。另外，土壤内镉物质的含量与蚯蚓体内镉物质的含量有着相对明显的关联性，属于在土壤污染监测中相对具有实用意义的一种指标动物。
3.2 植物检测法
选择土壤指示植物监测土壤中受到的污染。在土壤遭到一定的污染后，植物受到污染物的影響出现各方面的不同的反应，并且出现一些相对明显的症状，植物的生理代谢方面出现异常的情况。例如：植物的表面上有明显的伤斑、呼吸作用变强、植物构成的成分出现变化、发育生长受到一定的阻碍以及光合作用变低等。
3.3 微生物监测法
具体是通过分析微生物在土壤中群落出现的变化来对生物污染土壤的程度进行全面反映。在土壤的污染物中人类的尿以及粪是污染源的主要物质，其次到灌溉污水也会造成土壤生物受到一定的污染。根据计数以及分离土壤中存在的霉菌、放线菌以及细菌等污染物，对于改变土壤中群系微生物的数量以及结构有了一定程度的了解，根据监测的情况对土壤受到微生物群系污染的程度以及状况进行全面评价。
4、生物监测在城市污染物监测中的应用
城市环境污染检测植物的基本种类，认为当Cu过量时，罂粟植物矮化，蔷薇花由玫瑰色转变为天蓝色；Ni过量时，白头翁的花瓣变为无色；Mo过量时，植物叶片畸形、茎呈金黄色；而土壤中Mn、Fe、S过量时，石竹，八仙花花色分别呈深紫色、无色（原玫瑰色）和天蓝色（原玫瑰色）。而有些植物具有超量重金属积累能力，通常分布于重金属过量的土壤中，此生态习性可以判断土壤是否被污染。如萱麻能在富含Hg的土壤中分布，早熟禾、裸柱菊、北美荇菜能在Cu污染土壤中生存，北美车前、蚊母草、早熟禾、裸柱菊能在Cd污染如讓中存活。
四、结语
综上，生物监测技术与理化监测相比，对环境污染毒害性评价更客观、科学，随着生物监测技术的发展，生物监测技术的准确度和灵敏度得到提高，在环境监测中拥有良好的发展前景。
参考文献
[1] 吴邦龙，费灿.现代环境监测技术[M].北京：中国环境科学出版社，2012.
[2] 王春香，李媛媛，徐顺清.生物监测及其在环境监测中的应用[J].生态毒理学报，2010，18（5）：147-148.
[关键词]环境；生物技术；原理
中图分类号：X830 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0388-01
前言
生物监测属于较为新颖的技术，在环境监测中占据着非常重要的地位。主要是指通过采取单独的生物体、群落以及种群等方面给环境带来的变化或者污染后出现的反应，根据生物学的原理分别评价以及监测对环境受到污染的情况，
一、生物监测技术的原理及其重要性
生物学和生态系统是生物监测技术的理论基础，生物与其所处环境之间相互约束和依赖，时刻都将能量和物质不断交换，当生物所生存的环境受到污染时，环境中的污染物也会在生物的体内进行积累和转移，从而影响生物的生长发育情况和各项指标也产生差异性的变化。
环境工作的开展基础就是环境监测环节，随着近几年我国的环境问题日益恶化，如何加强环境监测工作的力度和提高监测的准确性成为了我国环保部门主要研究的问题。生物监测技术能够将环境的污染情况和污染物真实地反映出来，且生物技术的操作也较为简单方便，所以在环境监测工作中生物监测技术的应用较为广泛。
二、生物监测的分类
生物监测的分类可以按照生物的生长环境，生物的分类，生物所处的主要环境介质和生物学层次等方面来划分不同的种类。其中根据根据生物的生长环境，生物检测可分为被动生物监测（Passive Biomonitoring， PBM）和主动生物监测（Active Biomonitoring， ABM）。PBM是利用生态系统中天然存在的（原位）生物个体和群落对污染环境的反应，评价环境状况。根据生物的不同，生物检测可分为动物、植物和微生物监测。根据生物所处的主要环境介质，生物检测可分为大气、水体和土壤污染的生物监测。
三、生物监测技术应用的几个关键点
1、生物监测在环境大气监测中的应用
从一定意义上来说，通过生物学变化来反映生态环境质量的变化，更具有综合性和直接性，相比通过物理化学监测的数据更加有说服力。Giordani利用生物检测技术，通过生物多样性来监测大气污染程度，取得了与物理化学监测相同的数据结果。
利用生物特别是利用植物指示大气污染的优点是：指示植物种类多，取材容易，监测方法简单，费用低廉并能美化环境；它可以在一个较大的范围内，长期地观察污染的积累性影响。但是也存在一定的缺点，随着周围环境的变化和植物自身的生长，这些因素都会对生物监测的过程产生一定影响，检测结果也就会产生一定的偏差。在污染十分严重的环境中，生物监测不仅不能够正常进行，而且会对植物本身造成破坏，甚至危害植物至死亡。通过动物进行大气污染检测时，动物的活动性较大，遇到恶劣环境时，会由于自身应激性而回避，不能得到很好地检测效果。但是某些动物对环境的反应力比人类和植物要敏感很多，例如，在对一氧化碳进行检测时，鼷鼠、鸽子、麻雀、金丝雀、狗等都可以作为一氧化碳的指示性动物。尤其是狗的嗅觉十分灵敏，进过特殊的训练之后，就能够对煤气管道的泄漏源进行很好的判断。还有一些生物学家利用动物的多样性来对大气污染进行检测。用灯光诱捕昆虫，并对一定时期内昆虫的数量进行统计，得出动物的多样性指数，就可以表示出大气污染的程度。
2、水体污染的生物监测
2.1 微型生物群落监测法
微型生物群是水体系统的重要部分，对水体污染有敏感的反应。最常用的方法是聚氨酯泡沫塑料块法，特点是将这种泡沫塑料块投入水体，收集其中的微型生物。基质的使用不受时间和空间的限制，相对于其它的生物群落法，具有快速、经济和准确等优点，也适用于工业废水的监测。
2.2 指示生物法
指示生物法是最经典的水体污染的生物监测方法之一。利用对水环境中污染物敏感的生物种类的存在或缺失，来指示其所依赖的水体内污染物的存在状况。指示生物应具有生命周期长，活动范围固定等特点，便于持久地反映污染物对水体的综合影响。主要包括浮游动物、底栖动物、鱼类和着生生物。从分类地位看，无脊椎动物地应用最广泛。指示水体严重污染的生物包括颤蚓类、细长摇静裸藻、蚊幼虫、小颤藻等。指示水体中等污染的生物包括四角盘星藻、居栉水蚤、脆弱刚毛藻等。指示水体清洁的生物包括扁蜉、蜻蜓、田螺等。
3、土壤污染中生物监测的应用
3.1 动物监测法
采取动物监测的方法对土壤受到的污染进行监测，进行动物监测法时通常采取蚯蚓作为监测的主要对象，因为蚯蚓有着相对高的敏感性，能够敏感的察觉到土壤中是否含有铅以及农药等有害物质。另外，土壤内镉物质的含量与蚯蚓体内镉物质的含量有着相对明显的关联性，属于在土壤污染监测中相对具有实用意义的一种指标动物。
3.2 植物检测法
选择土壤指示植物监测土壤中受到的污染。在土壤遭到一定的污染后，植物受到污染物的影響出现各方面的不同的反应，并且出现一些相对明显的症状，植物的生理代谢方面出现异常的情况。例如：植物的表面上有明显的伤斑、呼吸作用变强、植物构成的成分出现变化、发育生长受到一定的阻碍以及光合作用变低等。
3.3 微生物监测法
具体是通过分析微生物在土壤中群落出现的变化来对生物污染土壤的程度进行全面反映。在土壤的污染物中人类的尿以及粪是污染源的主要物质，其次到灌溉污水也会造成土壤生物受到一定的污染。根据计数以及分离土壤中存在的霉菌、放线菌以及细菌等污染物，对于改变土壤中群系微生物的数量以及结构有了一定程度的了解，根据监测的情况对土壤受到微生物群系污染的程度以及状况进行全面评价。
4、生物监测在城市污染物监测中的应用
城市环境污染检测植物的基本种类，认为当Cu过量时，罂粟植物矮化，蔷薇花由玫瑰色转变为天蓝色；Ni过量时，白头翁的花瓣变为无色；Mo过量时，植物叶片畸形、茎呈金黄色；而土壤中Mn、Fe、S过量时，石竹，八仙花花色分别呈深紫色、无色（原玫瑰色）和天蓝色（原玫瑰色）。而有些植物具有超量重金属积累能力，通常分布于重金属过量的土壤中，此生态习性可以判断土壤是否被污染。如萱麻能在富含Hg的土壤中分布，早熟禾、裸柱菊、北美荇菜能在Cu污染土壤中生存，北美车前、蚊母草、早熟禾、裸柱菊能在Cd污染如讓中存活。
四、结语
综上，生物监测技术与理化监测相比，对环境污染毒害性评价更客观、科学，随着生物监测技术的发展，生物监测技术的准确度和灵敏度得到提高，在环境监测中拥有良好的发展前景。
参考文献
[1] 吴邦龙，费灿.现代环境监测技术[M].北京：中国环境科学出版社，2012.
[2] 王春香，李媛媛，徐顺清.生物监测及其在环境监测中的应用[J].生态毒理学报，2010，18（5）：147-148.